I ricercatori sono ora riusciti a individuare cosa succede quando la luce viene assorbita da nanocluster estremamente piccoli di atomi d'argento. I risultati possono avere un'applicazione utile nello sviluppo di biosensori e nell'imaging.
Combinando chimica e nanotecnologia, la comunità di ricerca negli ultimi anni ha sviluppato una sorta di nanocluster estremamente piccoli costituiti solo da pochi atomi di metalli nobili legati a un frammento di DNA. Tali complessi sono di grande interesse per le loro proprietà ottiche. Si ritiene che abbiano un grande potenziale, Per esempio, nelle applicazioni di imaging e nello sviluppo di biosensori. I tag fluorescenti e i biosensori realizzati con questi nanocluster d'argento possono essere utilizzati in diverse aree, dalla diagnostica medica e dall'industria farmaceutica.
Diversi tipi di molecole sono utilizzati nei biosensori odierni e nei marcatori fluorescenti, ma ci sono diverse ragioni per esplorare la possibilità di usare anche nanocluster di atomi d'argento. Uno dei principali vantaggi di questi nanocluster è che assorbono la luce in modo molto efficiente. Un altro vantaggio è che non sono tossici. Per di più, i nanocluster sono molto fotostabili, questo è, non subiscono alterazioni chimiche se esposte alla luce solare.
"Sappiamo davvero molto poco di questi nanocluster. Finora, nessuno ha misurato i livelli di energia in essi", dice Donatas Zigmantas, professore associato presso l'Università di Lund in Svezia.
In un nuovo studio, lui e il suo collega Erling Thyrhaug, insieme a ricercatori dell'Università di Copenaghen, hanno quindi studiato nanocluster costituiti da 20 atomi di argento. Per la prima volta, i ricercatori sono riusciti a misurare i livelli esatti di energia e hanno identificato che il flusso di energia ultraveloce è collegato ai cambiamenti strutturali che si verificano quando la luce eccita questi nanocluster. Il processo è indescrivibilmente veloce. Succede in meno di un milionesimo di milionesimo di secondo.
"Nel nostro studio, mostriamo come il rilassamento del nanocluster eccitato attraverso i livelli energetici sia legato ai moti degli atomi nel nanocluster. Questo tipo di dinamica non è mai stata mostrata prima in un nanocluster metallico", dice Donatas Zigmantas.
I risultati del presente studio forniscono la conoscenza delle proprietà di base del mondo interno del nanocluster di metalli nobili che, secondo i ricercatori, a lungo termine sarà utile nello sviluppo di prodotti relativi sia ai biosensori che alla microscopia. I risultati possono anche contribuire a una comprensione più approfondita dei meccanismi di trasferimento di energia, coinvolgendo i movimenti sia degli elettroni che dei nuclei, che sono essenziali per un'efficace cattura della luce da parte dei sistemi fotosintetici naturali e delle celle solari.
